基于PLC的煤礦膠帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

姚婧

(三亞學(xué)院，海南 三亞 572000)

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基于PLC的煤礦膠帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

姚婧

(三亞學(xué)院，海南 三亞 572000)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，監(jiān)控軟件在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。設(shè)計(jì)以組態(tài)軟件WinCC 作為上位機(jī)，PLC 300 系列作為下位機(jī)的在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)。主要介紹煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)在 WinCC 友好的界面下進(jìn)行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可以形成所需的操作畫(huà)面、監(jiān)控畫(huà)面、控制畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)、歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)和打印報(bào)表等。實(shí)現(xiàn)PLC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的監(jiān)控功能。

關(guān)鍵詞：煤礦膠帶機(jī)；PLC；WinCC

1控制系統(tǒng)分析

根據(jù)煤礦機(jī)電科提供的各項(xiàng)改造指標(biāo)及網(wǎng)上查詢(xún)，現(xiàn)擬定1#膠帶機(jī)為液力耦合器驅(qū)動(dòng)方式，2#膠帶機(jī)為變頻器驅(qū)動(dòng)方式，3#膠帶機(jī)為軟啟動(dòng)(CST)驅(qū)動(dòng)方式，且每條膠帶均由四臺(tái)滾筒拖動(dòng)。

1.1系統(tǒng)的邏輯控制實(shí)現(xiàn)

具體實(shí)現(xiàn)可分為四個(gè)環(huán)節(jié)，如下所示。

(1)起車(chē)前準(zhǔn)備： 起車(chē)前確定是集中控制方式啟動(dòng)還是就地方式下啟動(dòng)[1]。集中控制方式下，PLC 執(zhí)行用戶(hù)程序的全部控制功能;就地方式下，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工人手動(dòng)控制，PLC 收集設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)以及故障信號(hào)，傳輸?shù)缴衔粰C(jī)顯示。當(dāng)選定某一流程后，PLC 檢測(cè)與之相關(guān)的輸入狀態(tài)判斷否具備起車(chē)條件。條件具備，則先發(fā)出起車(chē)警報(bào)，否則將對(duì)檢測(cè)出的故障進(jìn)行檢修。用戶(hù)程序按逆煤流方式啟動(dòng)。即按照從煤倉(cāng)到給煤機(jī)，依次啟動(dòng)設(shè)備。

(2)起車(chē)過(guò)程控制：當(dāng)前述過(guò)程操作完畢，系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，發(fā)出起車(chē)指令，所選系統(tǒng)以指定方式起車(chē)。在逆煤流起車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，起車(chē)指令自動(dòng)撤除并故障報(bào)警。

(3)運(yùn)行聯(lián)鎖控制：運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，逆煤流聯(lián)鎖保護(hù)，并報(bào)警。對(duì)各種保護(hù)、運(yùn)行參數(shù)時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)。完成系統(tǒng)中各種設(shè)定功能。

(4)停車(chē)過(guò)程控制：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出停車(chē)指令后，PLC 將按用戶(hù)的程序完成順煤流停車(chē)過(guò)程。

1.2皮帶部分

因三條膠帶所處環(huán)境相近，長(zhǎng)度和型號(hào)均一致，其上監(jiān)控點(diǎn)位在此也選取為一致。模擬量包括膠帶的速度和溫度，數(shù)字量包括各種保護(hù)，如打滑，跑偏(設(shè)為機(jī)頭、機(jī)身和機(jī)尾三處)，堆煤，皮帶縱撕，煙霧，沿線(xiàn)急停等，還有三條皮帶相互間閉鎖和全保護(hù)等。

2WinCC 與PLC 通訊實(shí)現(xiàn)

本文采用 TCP/IP 通訊方式，通過(guò)一個(gè)交換機(jī)(選型為KIEN1000B)和三條普通網(wǎng)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件WinCC、Step7 編程軟件和PLC 300 之間的物理連接。WinCC 變量管理器運(yùn)行WinCC 變量，從中取出請(qǐng)求的變量值，該過(guò)程通過(guò)集成在WinCC 項(xiàng)目中的通訊驅(qū)動(dòng)程序SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE.CHN 來(lái)完成。在WinCC界面下進(jìn)行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，形成所需的操作畫(huà)面、監(jiān)控畫(huà)面、控制畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)、歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)和打印報(bào)表等[2]。

2.1設(shè)置 PG/PC

2.2設(shè)置通道參數(shù)

2.3系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試

在以上參數(shù)都設(shè)置好之后，就可以運(yùn)行本軟件，對(duì)皮帶機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)控。通過(guò)點(diǎn)擊工具欄上運(yùn)行按鈕，進(jìn)入運(yùn)行畫(huà)面后單擊左邊“1#皮帶機(jī)”、“2#皮帶機(jī)”和“3#皮帶機(jī)”按鈕可進(jìn)入各皮帶機(jī)的監(jiān)控界面。在各皮帶機(jī)監(jiān)控界面里可以看到電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、三種驅(qū)動(dòng)方式下各種開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)模擬量等參數(shù)的顯示，皮帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及皮帶機(jī)是否故障在“皮帶信息畫(huà)面”中顯示，還可以對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行單機(jī)啟動(dòng)和停止的控制。

3組態(tài)監(jiān)控畫(huà)面

依據(jù)上文選取的系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)位和監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求，人機(jī)界面結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要分為主界面、1#膠帶、2#膠帶、3#膠帶、膠帶信息和系統(tǒng)報(bào)警6 個(gè)界面，并將6 個(gè)界面依次顯示在一個(gè)總畫(huà)面中，總畫(huà)面中設(shè)置有連接按鈕，可實(shí)現(xiàn)各界面間的相互轉(zhuǎn)換。

4總結(jié)

本文闡述的以組態(tài)軟件WinCC 作為上位機(jī)，PLC 300 系列作為下位機(jī)的在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其完全滿(mǎn)足煤礦膠帶機(jī)地面集中監(jiān)控監(jiān)視系統(tǒng)的要求，具有界面友好、功能完善和運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。為煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)提供了一個(gè)很好的范例，具有工業(yè)推廣應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭連山.PLC在煤礦膠帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)[N].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(4).

[2]何曉東.WinCC監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示控制程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.

作者簡(jiǎn)介：姚婧(1985-)，女，漢族，山東煙臺(tái)人，三亞學(xué)院，教師。

中圖分類(lèi)號(hào):TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)10-0035-01